数字电子技术脉冲波形的产生与整形.pptx
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1、16.1 概述 1.脉冲幅度脉冲幅度Vm2.脉冲宽度脉冲宽度tW0.5Vm0.5Vm3.上升时间上升时间tr0.1Vm0.9Vm4.下降时间下降时间tf0.9Vm0.1Vm5.周期周期T周期性脉冲信号,两脉冲间的时间间隔周期性脉冲信号,两脉冲间的时间间隔6.频率频率f周期的倒数或每秒钟重复的次数。周期的倒数或每秒钟重复的次数。7.占空比占空比q脉冲宽度与周期之比脉冲宽度与周期之比描述矩形脉冲的几个参数理想波形:实际波形:0.9VmVmtr0.5Vm0.1VmtftWT第1页/共44页26.5 555定时器的电路结构与功能 6.5.1 555 定时器的电路结构与功能 555定时器是一种将模拟电路
2、和数字电路集成于一体的多功能中规模集成电路。利用它能极方便地构成施密特触发器,单稳态触发器,多谐振荡器等多种电路。在脉冲波形的产生、整形、波形变换、定时等方面应用极广。555定时器是由于其型号的最后三位是555而命名的。世界上各个厂家都有各自的555产品。尽管其型号各不相同,但其最后几位都是555。第2页/共44页3电路结构:由分压器,C1、C2比较器,基本 RS触发器,集电极开路的放电三极管TD四部分构成。主要原理:定时器的主要功能取决于比较器和基本RS触发器。比较器:C1输入信号 vI1(也称阈值端,用 TH 标识)C2输入信号 vI2(也称触发端,用 TR 标识)+C1+C2&1vC1v
3、C2QQVR1VR25K5K5KVCCTDvOG1G2G3G434172658VCOvI1(TH)vO(DISC)vI2(TR)RDR1第3页/共44页4C1、C2参考电压由电阻分压器和外接控制电压VCO决定。若外加电压VCO则:VR1=VCOVR2=1/2VCO基本RS触发器:置1端vC2,置0端vC1,低电平触发,RD为清零端。TD放电管:工作状态由vO决定,工作时需外接电阻和电源。则:VR1=2/3VccVR2=1/3Vcc若VCO悬空+C1+C2&1vC1vC2QQVR1VR25K5K5KVCCTDvOG1G2G3G434172658VCOvI1(TH)vO(DISC)vI2(TR)R
4、D第4页/共44页5由图可知:vI1VR1,vI2VR2时,vC1=0,vC2=1,置0有效,Q=0,vO=0,TD导通vI1VR2时,vC1=1,vC2=1,保持,Q保持,vO保持,TD保持vI1VR1,vI2VR1,vI22/3Vcc1/3Vcc0通11/3Vcc不变不变12/3Vcc2/3VccVT-vIvOVT+VT-施密特触发器反相输出施密特触发器第7页/共44页86.5.2 用555构成施密特触发器方法:将vI1和vI2连在一起做输入端,构成反相施密特触发器。(1)vI从0上升的情况1/3VCCvI 2/3VCC时,vC1=0,vC2=1,vI1/3VCC时,Q=1,vO=1vC1
5、=1,vC2=0,+C1+C2&1vC1vC2QQVR1VR25K5K5KVCCTDvOG1G2G3G434172658vI1vI2RDvI第8页/共44页9(2)vI从高于 2/3VCC下降的情况1/3VCCvI2/3Vcc时,vC1=1,vC2=1,Q=0不变,vO=0不变Q=1,vO=1,所以VT-=1/3VCCvI2/3VCC时,Q=0,vO=0vC1=0,vC2=1,+C1+C2&1vC1vC2QQVR1VR25K5K5KVCCTDvOG1G2G3G434172658vI1vI2RDvI第9页/共44页10+UCCuoui15847623555DTH0.01FVCORDTR改变5脚的
6、电压值,可改变回差电压,提高抗干扰能力。回差电压:VT=VT+-VT-=1/3Vcc电压传输特性:vOvIVT-VT+如果参考电压由如果参考电压由UCO提供,提供,则则VT+=UCO,VT=1/2 UCO VT=VT+-VT-=1/2 UCO第10页/共44页11集成施密特触发器集成施密特触发器7413&YACBD&ACBD1Y等效电路带与非功能的施密特触发器不可调集成施密特触发器CC401061vIvO调节VDD可调第11页/共44页12施密特触发器的应用将正弦波、三角波等转换成矩形波tvOVT-VT+vIt1vIvO一、用于波形变换第12页/共44页13tvOVT-VT+tvOVT-VT+
7、1vIvO二、用于脉冲整形tvOVT-VT+vItvItvIt将不理想的矩形波转换成理想矩形波如上升沿、下降沿不理想,寄生振荡,干扰脉冲造成的不理想脉冲第13页/共44页14三、用于脉冲鉴幅将一些不同幅度的脉冲信号加到施密特触发器的输入端时,只有那些大于VT+的脉冲才会产生输出信号。vItvOtVT+VT-1vIvO第14页/共44页15电路84162357555R1R20.01 FLDR+VCCKKA路灯自动开关控制电路光照强LDR阻值小VA2/3VCC 输出低电平VT止K线圈断电常闭触点闭合灯亮光敏电阻第15页/共44页166.5.3 用555构成单稳触发器单稳态触发器功能特点:1.电路有
8、稳态和暂稳态两个状态。2.在触发信号作用下,电路由稳态翻转到暂稳态,在暂稳态维持 一段时间后,再自动返回稳态。3.暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数,与触发脉冲宽 度无关。由外界触发由外界触发自动返回自动返回学习的重点:为什么会自动返回?需多少时间?vIvO暂稳态稳态tW稳态第16页/共44页176.5.3 用555构成单稳态触发器vI2作触发输入,vI1与vO相接,上接R到VCC,下接C到地vOtwvI2功能:方法:+C1+C2&1vC1vC2QQVR1VR25K5K5KVCCTDvOG1G2G3G434172658vI1vI2RDvIRC特点:低电平触发(1/3VCC),vI1=0,
9、vC1=1,vC2=1,Q=0,vO=0,C上无电荷,TD导通C放电,vC下降,当vC下降到2/3VCC时,vC1=0,置0,Q=0,vO=0,则TD导通+C1+C2&1vC1vC2QQVR1VR25K5K5KVCCTDvOG1G2G3G434172658vI1vI2RDvIRCvC第18页/共44页19(2)暂稳态过程vI下降沿到来时,vC2=0,置1,故vO=1,进入暂稳态,TD止C充电,当vC上升到2/3VCC时,vC1=0,vI2上升沿到来时,vC2=1,置0,vO=0,暂稳态结束+C1+C2&1vC1vC2QQVR1VR25K5K5KVCCTDvOG1G2G3G434172658vI
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